超硬合金の粉末射出成形技術

 

発売日：[2014/3/17]
 

1. 超硬锰钢粉化射出去挤压成型技術の利点

射出成形技術による粉末冶金部品の製造は、质料粉末に対する厳格な要件を有し、0.1-10μ mの粒径範囲の粉末によって製造された製品のみが轻易に高い寸法精度を達成することができる。超硬合金で利用される現在の生産质料は、根基的にこの粒度範囲に属し、质料粉末のMIM技術の要件を満たしています。 したがって、超硬合金の质料粉末は、质料のコストを増加させることなく、射出成形プロセスに间接適用することができる。 これは超硬合金の射出成形の技術の首要な利点です。
超(chao)硬(ying)合金は、高硬(ying)度、高強度、耐(꧅nai)(nai)摩(mo)耗性、耐(nai)(nai)食性、低温耐(nai)☂(nai)烦および小さな膨張係数などの一連の利点を有(you)する。 それは金属の処(chu)理、鉱山、煤油開発、国防および軍(jun)の企業のための不可欠な器具资料(liao)です。 また、最近几年では、超(chao)硬(ying)合金は、時計ケースなどの耐(nai)(nai)摩(mo)耗性装(zhuang)飾部品(pin)にも広(guang)く利用されています。従来(lai)の超(chao)硬(ying)合金製(zhi)(zhi)造法(fa)（プレス焼結法(fa)）は、比較的単純な外(wai)形(xing)の製(zhi)(zhi)品(pin)のみを製(zhi)(zhi)造することができるため、超(chao)硬(ying)合金の適(shi)用範(fan)囲が制(zhi)限(xian)されています。冷間および低温の静水圧プレスは複雑な外(wai)形(xing)の製(zhi)(zhi)品(pin)を製(zhi)(zhi)造することができますが、コストは很是(shi)に高く、大(da)規模な生産(chan)には適(shi)していません。超(chao)硬(ying)合金射出(chu)成(cheng)形(xing)技術(shu)の出(chu)現(xian)により、超(chao)硬(ying)合金の応(ying)用分(fen)野が広(guang)がっています。 この技術(shu)は、凡是(shi)の成(cheng)形(xing)などでは製(zhi)(zhi)造が困(kun)難(nan)な複雑な外(wai)形(xing)で、最終外(wai)形(xing)に近い製(zhi)(zhi)品(pin)を低コストで製(zhi)(zhi)造することができます。

2. 超硬碳素钢MIM技術の研讨会总结進捗状況

1977年には、パラフィンワックスをバインダーとして利用した超硬合金射出成形技術の特許を获得し、後にLecoに移管され、Lecoプロセスとなりました。しかし、バインダーとしての単成份パラフィンワックスは、脱脂時間が長く、欠陥が発生しやすいため、この特許の影響範囲は大きくありません。しかし、1980年月に入ってから、バインダー製剤、脱脂技術などにおけるMIM技術の画期的な進歩に伴い、、これは超硬合金射出成形技術の成熟のための強力な技術サポートを供给し、超硬合金射出成形技術自体のユニークな利点と相まって、1980年月初頭以来、超硬合金射出成形の生産と研讨に従事するメーカーと研讨機関のグループが天下的に出現しました。
Leco Corporationの子会社である米国Leco Carbide Corporationの支店は、超硬合金製品を製造するために射出成形を利用した最后の会社でした。同社は、WCベースの超硬合金を製造するために二つの方式を利用して、一つは、従来のプレス焼結法であり、製品は売上高の60％を占め、他の新しい超硬射出成形法（超硬射出成形）の利用であり、製品は売上高の40％を占めている。会社によって作り出されるCCIMプロダクトの分量は0.3-2kgの範囲にあり、最高プロダクト直径は10.59ですinches.It 同社は現在、超硬合金射出成形品の天下最大のメーカーであると言われています。ドイツのDegussa社は1980年月にMIM研讨を開始し、1986年に正式に製品を生産しました。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの熱可塑性プラスチックとワックス、樹脂、その他の特别增加剤を成形剤として夹杂し、約0.8μ mのWC-Co合金粉末と夹杂し、造粒し、注入し、バインダーを撤除し、最終的に焼結する。この会社は供給の棚および切削东西の生産で主に全部または器具の頭部として従事しています。今度はそれらはユーザーの请求に従って小バッチ、複数の変化および複数の资料の生産を遂行してもいいです。製品の最大体積は1000cm3、最長は100mm、最も重いのは約100g.製品の误差は±0.3％、厚さは1-5mm、最終密度は理論値の95％以上に達することができます。density.In また、Forn Physicsは、二つ以上の成份を有する結合剤を利用する炭化タングステンベースの超硬ロータリーチゼルを天生する。 第一の成份を抽出し、化学溶媒で撤除し、残りの熱可塑性結合剤を焼結中に撤除する。シンガポールPhimaxの会社、IBMの会社、co.を製造する国际山東Jinzhuの粉の注入のような他の多くの製造業者。 （株）エヌ-ティ-ティ,上海FuchiのハイテクなCo. （株）エヌ-ティ-ティ,チンタオ桐郷の特別な粉末や金Co. （株）エヌ-ティ-ティ、北京の鉄および鋼鉄研讨所、中心南大学粉末や金の協会、等。 研讨に投資し、CCIMの技術の生産は、着力価値着実に上がっています。
英国ラフバラ工科大学のポリマー技術资料工学研讨所は、英国迷信技術研讨協会、英国超硬合金協会、英国非鉄金属技術センターからの資金を得て、超硬合金の射出成形技術を研讨してきました。1985.It 粉体特征、バインダー技術、夹杂、レオロジー、流動および変形、脱成形剤の速率、焼結、および成形製品の完整性に核心を当てています。 研讨には多くの関連分野が含まれています。以下は、彼らの研讨功效[39]であり、これはまた、過去にCCIM技術研讨で達成された主な功效を表しています。
（1）超硬合金粉末のレオロジーが悪いため、射出成形に超硬合金粉末の体積比が65％を超える夹杂物を利用することはお勧めできません。；
（2）北極のワックスは、主に亜炭のエステルのワックス利用されます。 それらのレオロジーのために、それらは粉末射出成形に適しており、要件を満たすより高い粉末体積率を有する夹杂物を製造することができる。この種のワックスも杰出な揮発動力学を有するが，脱脂操纵は制御下で行われ，極性の低いパラフィンワックスはせん断応力の影響下で低い体積割合の夹杂物から単離される傾向がある。結晶の亜炭のエステルのワックスの完整な利用にまた构成鋼片で割れる傾向がありますがこれは異なったタイプのワックスの適切な割合の夹杂；
（3）高いせん断の消融の夹杂の技術の利用は最も効果的に均一夹杂物を作り出すことができます；
(4)粘性流のレオロジー挙動と見かけの活性化エネルギーを剖析することにより、様々な式の成形性を効果的に評価することができます。温度に影響を与えるプロセスパラメータは、成形性に大きな影響を与えます。型の設計は构成適性の完整性の主要な役割を担い、型を満たすとき注入の行動は避けられます、さもなければ注入の欠陥に傾向があります。；
(5)脱脂雰囲気は焼結製品の微細構造に主要な影響を与えます。不活性雰囲気は深入な炭素欠陥を天生し、還元雰囲気は焼結天生物をより明確な微細構造にすることができる。；
（6）焼結後の収縮は、金型の外形および射出圧力に関連しているが、収縮は、构成された製品の各バッチで一貫している。普通的な線形収縮率は17％ですが、等方性ではありません。 その来由は、成形中の金型キャビティ内の圧力場および温度場の勾配に原由する能够性がある。焼結させたプロダクトの密度は理論的な密度の99%より大きいです。
また、米国(guo)ペンシルベニア州立大学のMu-Jen-Yangらは、超(chao)硬合(he)金(jin)(jin)の射出成(cheng)(cheng)形プロセスに関する系统的な研讨を行い、ナノおよび超(chao)微細超(chao)硬合(he)金(jin)(jin)粉末のꦉ射出成(cheng)(cheng)形技術において段階(jie)的な功效を達成(cheng)(cheng)し、超(chao)硬合(he)金(jin)(jin)粉末の積載量を増加させるためのより適(shi)切な方式(shi)を発(fa)見しました。

3. 超硬各种合金投射冷冲压品の功能 Penn State UniversityのGerman教学とGermanyのDegussa教学がそれぞれ報告した超硬碳素钢会射定型品の関連表现を表1および2に示します。表格中の*は、従来の押圧焼結法によって得られたものであり、ここでは参考资料として使用していますcomparison.As それは天下2の先進メーカーや鬼神之说研究機関から来ているが、表から見ることができ、製品の機械的表现は、プレス焼結製品の同じグレードのものよりもまだ劣っています。その来由は、会射定型プロセスにおける欠陥の発生や炭素含量の変動が効果的に制御されていないためです。上記の状況は、会射定型プロセスが製品外型の複雑さの問題を通常に解決したことを示していますが、製品の功能、特に炭素含量の制御を处理す 表1ドイツ传授给によって報告されたいくつかの超硬和金射出来轧制零配件の機械的性質

硬质合金原料(wt%)	绝对密度(%)	抗弯强度(N/mm2)	维氏硬度标准
WC-10Co	100	1410	780
WC-8Co	100	2400	1300
WC-7Co-1TaC	100	2200	1700
WC-7Ni	100	2000	2000
WC-12Co	99	2200	1250

  表2ドイツのDegussaによってPIM法によって製造されたいくつかの超硬金属グレードの機械的性質

	FX15	K15-K40*	FX30	商标注册不祥*	Ni15
WC(wt%)	91.0	91.0	83.0	83.95	93.0
TaC/NbC(wt%)	1.0	1.0	2.0	1.0	－
Co(wt%)	7.5	7.5	15.0	15.0	－
Ni(wt%)	－	－	－	－	7
粒度(μ)	0.8	0.8	0.8	0.8	1.5
密度(g/cm3)	14.8	14.7	13.9	13.9	14.8
对抗强度(HRA)	92.5	93	90	91.5	91
纵向损伤效果(N/mm2)	2200	24..	2600	4900	2000
抗压力度(KN/mm2)	5.9	6.2	5.1	5.1	5.4

 

4. 超硬MIM製品の用处と開発動向
超硬合金は、硬度が高く、強度が高く、耐摩耗性が高いため、さまざまな切削东西やさまざまな耐摩耗部品として広く利用されています。従来のプレス焼結法の高い製造コスト、製品の単純な外形、および機械加工の難しさのために、超硬合金のより広い適用は限られている。射出成形は、高い生産性、複雑な製品外形、および低コストの利点を有する一種のニアネット成形技術である。 従って、超硬合金の射出成形の技術の出現そして開発は完整にセメントで接合されているの適用範囲を拡大しますcarbide.At 現在、超硬MIMプロセスによって胜利裏に製造された製品には、超硬东西[42,43]、小型ドリルビット、遠心分離機、ノズル、各種ポンプ部品、ピストン、フィルター、各種スポーツ用品、繊維用導体が含まれていますmachinery.In 最近几年、人々は间接ゴルフ頭部、革紐、時計ケースおよび他を作り出すのにMIMプロダクトの審美的な価値を利用しましたproducts.In 未来的には、銘板、ロゴ、アクセサリー、工芸品にブレークスルーがあります。
ജ MIM技術の開発(fa)は、超硬(ying)合金(jin)製品(pin)の生産に大(da)きな影(ying)響を与えています。優秀な製品(pin)机能(neng)、低い生産費および能(neng)够(gou)性としては高い好(hao)(hao)处率は注重を払い、結合するためにますます生産者およびユーザーを引き付けます。超硬(ying)合金(jin)メーカーはすでに脱脂、焼結、その他のプロセスに精晓しているため、超硬(ying)合金(jin)射(she)(she)出成(cheng)形(xing)の開発(fa)における主力ですtechnology.It 近い未来(lai)、設計者とユーザーの大(da)大(da)都による超硬(ying)合金(jin)射(she)(she)出成(cheng)形(xing)技術の詳細な懂得と、製品(pin)机能(neng)の段階的(de)(de)な改良により、超硬(ying)合金(jin)射(she)(she)出成(cheng)形(xing)は幅(fu)広い市場見通しを持ち、かなりの経済(ji)的(de)(de)好(hao)(hao)处をもたらすと予測されています。 それはステンレス鋼の射(she)(she)出成(cheng)形(xing)の後(hou)で粉の射(she)(she)出成(cheng)形(xing)のための新しい開発(fa)のホットスポットになりました。

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